Techniki nagraniowe

Metody realizacji nagrań

Powered by Google Translate (more...)

      Od dawna rejestrowanie dźwięków przyrody było dla mnie niezwykle inspirujące. Wiele lat temu tworzenie nagrań zadowalajacej jakości nie było proste, ponieważ sprzęt był bardzo kosztowny i praktycznie niedostępny w Polsce. W przeszłości konstruowałem pierwsze zestawy do nagrywania przyrody z użyciem sprzętu krajowego bądź licencjonowanego. Pierwszy reflektor paraboliczny wykonałem z emaliowanej miski o dużej średnicy. Teraz wspominam to z uśmiechem na twarzy. Mimo niedoskonałości tych poczynań, były to jednak pierwsze próby wkraczania w nieznany, ale fascynujący świat dźwięków natury. Pasja, jaką stała się ornitologia, a szczególnie głosy ptaków rozwijały we mnie coraz to większe pragnienie zachowywania usłyszanych dźwięków podczas wycieczek plenerowych. Obecnie stosuje profesjonalne techniki realizacji nagrań, dzięki którym rejestrowane spacery dźwiękowe wybrzmiewają zdecydowanie bardziej realistycznie.

Technika Mid-Side z wykorzystaniem mikrofonów Sennheiser MKH 30 i MKH 50

     Metoda opracowana przez prekursora dźwięku stereofonicznego i przestrzennego inżyniera Alana Blumleina w 1933 roku. Polega ona na zestawieniu ze sobą mikrofonów o różnych charakterystykach. Mikrofon określany jako środkowy (Mid) o charakterystyce najczęściej kardioidalnej lub super-kardioidalnej ma za zadanie zbierania dźwięku źródłowego dobiegającego z przodu. Drugi mikrofon dwukierunkowy zwany ósemkowym (Side) rejestruje składowe przestrzenne z lewej i prawej strony sceny dźwiękowej. Kapsuły obu mikrofonów muszą być zestawione blisko siebie, zazwyczaj jedna nad drugą. Dzięki takiej konfiguracji dysponujemy trzema kanałami audio - jeden centralny (L+R) i dwa boczne (L-R). Żeby uzyskać obraz stereo trzeba zrównoważyć te wszystkie kanały poprzez specjalną matryce dekodującą, która odpowiednio sumuje i odejmuje sygnały z obu mikrofonów. Największą zaletą M-S jest możliwość sterowania perspektywą przestrzenną dźwięku stereo. Dostosowując wzajemny udział aktywności obu mikrofonów względem siebie można przejść stopniowo z dźwięku monofonicznego (minimalizując kanał Side), aż do dźwięku o bardzo szerokim horyzoncie przestrzennym stereo (minimalizując kanał Mid). Ze względu na doskonałe możliwości adaptacyjne rejestrowanie dźwięków techniką Mid-Side sprawdza się praktycznie w każdych warunkach akustycznych. Płynna regulacja sygnału stereofonicznego nadaje elastyczność w dopasowaniu się do sceny dźwiękowej, co jest szczególnie pożądane w przypadku nagrań studyjnych i koncertowych. Cechy takie jak wszechstronność, nieskomplikowana instalacja, szybki montaż i w miarę możliwości kompaktowe wymiary sprawiają, że powyższy sposób rejestracji dźwięku jest mile widziany w  nagraniach terenowych.

     W przypadku rejestrowania dźwięków natury tą metodą nie ma bardziej efektywnego i uniwersalnego sposobu wykonywania nagrań. Poza standartowym zastosowaniem rejestracji dźwięków w naturalnych ekosystemach, można tego typu połączenie mikrofonów zaadoptować w reflektorze parabolicznym. Wtedy istnieje możliwość nagrywania nie tylko dźwięków środowiskowych, ale również indywidualnych sygnałów wzmocnionych kierunkowo. Swój zestaw  Mid-Side oparłem na znanych mikrofonach Sennheiser MKH 30 i MKH 50. Sparowane mikrofony mają odpowiednią charakterystykę (dwukierunkową i super-kardioidalną) i pochodzą od tego samego producenta (zachowanie podobieństwa w zakresie przenoszenia częstotliwości). Ostatecznie skonfigurowany zestaw znalazł miejsce w specjalnie dostosowanej do metody M-S osłonie przeciwwietrznej Stereo Cyclone MS Kit 4 firmy Rycote.

Antena paraboliczna Telinga wyposażona w mikrofony Audio Technica AT4022

    Chyba dla każdego łowcy dźwięków natury znane są produkty szwedzkiej firmy Telinga. Zastosowanie odpowiednio wyprofilowanej anteny parabolicznej z poliwęglanu wraz z bardzo dobrej jakości mikrofonami elektretowymi japońskiej firmy Primo dało nieprzeciętne możliwości rejestracji natury. Antena pełni tutaj funkcje kierunkowego wzmacniacza i separatora dźwięku. Odpowiednia krzywizna pozwala na skoncentrowanie fal dźwiękowych wpadających do wnętrza paraboli oraz skupieniu ich w ogniskowej. Matematyczny opis tej krzywej znany jest wszystkim, ale biorąc po uwagę właściwości akustyczne takiego urządzenia ważna jest również średnica czaszy, długość ogniskowej, a nawet materiał z jakiego konstrukcja jest wykonana. To wszystko ma wpływ na selektywność określonych częstotliwości oraz wyodrębnienie danych dźwięków z tła akustycznego. Przykładowo zwiększenie średnicy paraboli determinuje natężenie niskich częstotliwości.

      Przystępując do własnego projektu postanowiłem nie zmieniać tego co już jest sprawdzone, a jedynie ulepszyć elementy które będą miały choćby minimalny wpływ na jakość dźwięku. Ostatecznie zdecydowałem się na zakup samej anteny parabolicznej Telinga  (grubość poliwęglanu 2mm, średnica akustyczna 54mm) bez osprzętu oraz pary mikrofonów AT4022 o kołowej charakterystyce kierunkowej. Niniejszy model mikrofonu cechowała zwarta paluszkowa konstrukcja (długość 144.0 mm, średnica 21.00 mm), w miarę możliwości płaska charakterystyka przenoszenia, szerokie pasmo przenoszenia częstotliwości 20-20000 Hz, zadowalająca czułość 19.9 mV/Pa, imponująca dynamika 133 dB i co chyba najważniejsze niskie szumy własne 13 dB SPL. Ponadto wśród entuzjastów dźwięków natury AT4022 miał bardzo pochlebne opinie biorąc po uwagę stosunek jakości do ceny. Innym aspektem przemawiającym za tymi właśnie mikrofonami jest ich funkcjonalność. Korpus mieszczący mikrofony został tak przemyślany żeby można było je z łatwością przekładać do innych platform typu Stereo Ambient Sampling System SASS czy Jecklin Disk. Zastosowanie mikrofonów o określonej charakterystyce kierunkowej do tego typu urządzeń stało się tematem wielu interesujących dyskusji. Mikrofony wszechkierunkowe zbierają dźwięki bezpośrednio z otaczającej przestrzeni jak i te odbite od powierzchni paraboli. Niestety może to mieć istotny wpływ na pewne zniekształcenia przy sumowaniu tych sygnałów. Z drugiej zaś strony mikrofony dookólne w kooperacji z parabolą cechuje dobra kierunkowość. Posiadają zdolność przechwytywania niższych częstotliwości, zachowując tym samym odporność na różne zakłócenia m.in. wiatr. Z kolei mikrofony kardioidalne odbierają sygnał tylko z wnętrza paraboli. Dzięki temu jest on zdecydowanie spójniejszy i płynniejszy pod względem pasma przenoszenia. Pełniej oddają charakterystykę wyższych częstotliwości, ale mogą być podatne na ich przesterowania. Wykazują również nadwrażliwość na dobiegające bezpośrednio do mikrofonu niskie dźwięki generujące niezamierzony hałas. Chyba jedynym sensownym rozwiązaniem jest parowanie tych mikrofonów o odmiennych charakterystykach jak to zrobili producenci Telingi w systemie Twin Science, albo dostosowanie odpowiedniej charakterystyki mikrofonu np. otwarta kardioidalna firmy Schoeps. Bardzo ciekawą alternatywą jest wykorzystanie techniki MS (Mid+Side), gdzie jeden mikrofon kardioidalny rejestruje dźwięk monofoniczny dobiegający z środka reflektora, a drugi o charakterystyce ósemkowej rejestruje składową przestrzenną po bokach paraboli. Ostatecznie w rozdzieleniu sygnału L i R pomaga specjalna matryca.

      Uzupełniając dane konstrukcyjne, oto kilka szczegółów technicznych. Przykładowo korpus został wykonany z kształtek PCV-U, osłona przeciwwietrzna Rycote Reporter Mic Foam 40/55, przegroda stereo została wycięta z poliwęglanowego koła o średnicy 130 mm (grubość 1,5 mm), a rękojeść pochodzi od uchwytu elektronarzędziowego. Po dłuższym czasie trzymania w ręku parabola zaczynała ciążyć, dlatego też wykonałem w rączce zamocowanie na statyw 3/8”. Aby zminimalizować dźwięki mechaniczne pochodzące z trzymania uchwytu, został on zabezpieczony koszulką z mikrogumy. Wewnętrzną stronę obudowy wytłumiłem pianką akustyczną o grubości 5 mm. Prowadnice samych mikrofonów zostały dodatkowo wsparte na mikrogumie. Gniazda połączeniowe XLR wyprowadziłem na zewnątrz nie tylko ze względu na wygodę instalacji, ale również po to żeby ograniczyć transmisje niechcianych dźwięków pochodzących z kabli. W celu uniknięcia kłopotliwych hałasów związanych z podmuchami wiatru uszyłem pomocniczą osłonę futrzaną. Do transportu i przechowywania zaadoptowałem pojemnik z ABS-u na duży bęben 20”(Hardcase HN20B).

      System zapewnia bardzo dobrą stabilną pracę. Mikrofony w układzie stereofonicznym bardzo skutecznie przechwytują dźwięki. Parabola Telingi znakomicie wzmacnia i ogniskuje sygnał pozwalając tym samym na wykonywanie nagrań ze znacznej odległości. Przy nastawianiu urządzenia na cel należy być jednak bardzo precyzyjnym, ponieważ niewielkie odchylenie od osi źródła dźwięku grozi wyraźną utratą sygnału.

       Rejestracja parabolą w tej konfiguracji razem z AT4022 stosuje zazwyczaj przy przechwytywaniu dalekich źródeł dźwięków w odległości powyżej 10 metrów.

Stereo Ambient Sampling System (SASS)

      Technologia została opatentowana przez Michaela Billingsleya w roku 1987. Wszystkie wytyczne projektu przejęła firma Crown Interantional Inc. Obecnie jest to jedyna firma produkująca tego typu urządzenia od 1989 roku. Początkowo SASS miał być przeznaczony do stereofonicznych nagrań muzyki klasycznej nadając jej niezwykłą głębię i szlachetną barwę. Teraz stosowane jest powszechnie wszędzie tam gdzie odbiór przestrzeni akustycznej ma być bardzo subtelny ale przejrzysty. Doskonałe możliwości tego urządzenia docenili również amatorzy nagrań przyrody. Nawet powstały własne konstrukcje będące ściśle nastawione na tego typu zastosowanie. Jednym z takich konstruktorów, którzy założyli sobie za cel poprawę właściwości akustycznych tego systemu jest Rob Danielson z Uniwersytetu Wisconsin-Milwaukee ze Stanów Zjednoczonych.

      Mój skromny budżet oraz skłonność do majsterkowania skłoniło mnie do wykonania we własnym zakresie takiego urządzenia opartego na wcześniej opisywanych mikrofonach AT4022. Budując swój SASS wykorzystałem projekt i doświadczenie Roba Danielsona. Materiały były ogólnie dostępne ale najistotniejsze okazały się wymiary konstrukcji. Całość wykonana jest w głównej mierze z drewna, pianki otwarto-komórkowej (typ: S364MD, poliester, blok, gęstość 31 - 35 kg/m³, open-cell) o odpowiednich właściwościach akustycznych, pianki poliuretanowej twardej, rurki PCV ¾” i aluminium. Najwięcej problemu dostarczyła mi przegroda z pianki akustycznej. Ciężko dostać w Polsce odpowiedni materiał dźwiękochłonny z atestem i jeszcze dociąć go na wymiar. Pianki o otwartej strukturze są zdecydowanie skuteczniejsze w eliminowaniu pewnych pasm częstotliwości. Najlepiej radzą sobie z tłumieniem średnich i wysokich częstotliwości co w przypadku ptaków albo owadów jest bardzo wskazane. Wnętrze drewnianego korpusu jest wypełnione twardą pianką poliuretanową. Do obudowy przymocowałem skrzyżowane pręty poliamidowe, które pełnią funkcje rusztowania dla futrzanej osłony przeciwwietrznej. Mikrofony AT4022 montuje się pod kątem 110 stopni względem siebie w prowadnicach z rurek i blokuje śrubą dociskową. Odległość między mikrofonami wynosi 18 cm. W tym przypadku można tutaj zastosować również Primo EM172-Z1. Trzeba jednak użyć dodatkowego zawieszenia w postaci gumowych wkładek usztywniających. Całość spoczywa na adapterze mocującym do statywu 1/4” lub zamiennie 3/8”.

     Stereo Ambient Sampling System wykorzystuje do stereofonicznych nagrań środowiskowych lub przy miksowaniu centralnego sygnału mikrofonu hiperkardioidalnego Sennheiser ME67 z tłem dźwiękowym SASS-u.

Jecklin Disk (Optimal Stereo Signal)

    Pomysłodawcą tej konstrukcji był inżynier dźwięku, szef szwajcarskiego radia Jecklin Jürg. Pierwotnie układ składał się z koła o średnicy 300 mm wytłumionym materiałem dźwiękochłonnym (grubość dysku 20 mm) oraz dwóch mikrofonów zainstalowanych w odległości 165 mm od siebie.  Wartość rozstawu wzięła się z przeciętnej odległości aparatów słuchowych człowieka. Dodatkowo kapsuły mikrofonów miały być ustawione centralnie względem dysku i odchylone na zewnątrz o 20 stopni. Z upływem czasu projekt został jednak zmodyfikowany. Zwiększono przede wszystkim średnice dysku do 350 mm a także poszerzono rozstaw mikrofonów do 360 mm. Zrezygnowano również z odchylenia kątowego. Ważnym elementem tego urządzenia są oczywiście odpowiednie mikrofony. Z uwagi na przeznaczenie dysku, który miał przechwytywać dźwięki z koncertów symfonicznych zarekomendowano mikrofony o charakterystyce dookólnej. Idealnie pasowały do rozległych i złożonych perspektyw akustycznych zachowując rozkład przestrzenny oraz balans dźwiękowy. Według niektórych źródeł dysk podkreśla akustycznie bardzo niskie częstotliwości poniżej 125 Hz, natomiast SASS zachowuje większą klarowność głębi dźwiękowej między 500 Hz, a 2200 Hz.

     Przystępując do pracy nad własnym dyskiem uwzględniłem późniejsze zmiany konstrukcyjne. Dysponując już mikrofonami AT4022 o preferowanej dla dysku charakterystyce mogłem od razu przystąpić do pracy nad poszukiwaniem odpowiednich materiałów potrzebnych do wykonania tego urządzenia. Oczywiście wzorowałem się na zmodernizowanym projekcie, gdzie powiększono dysk i rozstaw mikrofonów. Rdzeń koła został wycięty z twardego tworzywa PCV o grubości 6 mm. Profilowana pianka akustyczna (typ: S364MD, poliester, fala przestrzenna,gęstość 31 - 35 kg/m³ , open-cell) o grubości 30mm została docięta i przyklejona z obu stron dysku. Rusztowanie na mikrofony zbudowałem między innymi z regulowanych mocowań Manfrotto ML016 oraz uchwytów antywstrząsowych AT8415. Wszystko jest składane i umieszczone w specjalnie wykonanym plecaku z pojemnika na talerze perkusyjne 13” (Hardcase HN13T), który mieści również SASS. Elementem mocującym dysk do statywu jest przerobione na gwint statywowy 3/8” aluminiowe imadło modelarskie. W przypadku korzystania z urządzenia w wietrznych warunkach, wyposażyłem mikrofony w dodatkowe pianki (Rycote Reporter Mic Foam 18/32) zintegrowane z futrem.

      Jecklin Disk oferuje bardzo naturalny stereofoniczny dźwięk. Dość dobrze radzi sobie z dolnym pasmem częstotliwości podbijając basy. Sygnał w porównaniu do SASS jest jednak płaski, rozproszony o bardziej matowym brzmieniu. Stereo Ambient Sampling System jest jakby bardziej poukładany dźwiękowo, dzięki temu sygnał jest klarowny i bogatszy w detale. Na szczegółową analizę obu platform pozwolił sobie na swoim blogu Rob Danielson:

http://www.diystereoboundarymics.blogspot.com/2010/10/pbb2n-jecklin-disk-recordings.html

       Dysk wykorzystuje do analiz testowych.

Technika sztucznej głowy (Binaural recording)

      Początki dwuusznego rejestrowania dźwięków sięgają nawet końca XIX wieku, nie mniej jednak w latach 70-tych ubiegłego wieku nastąpił zdecydowany postęp w tym zakresie. Wówczas powstał pierwszy profesjonalny manekin rejestrujący dźwięki KEMAR oparty na danych antropometrycznych. W roku 1973 firma Neumann zaprezentowała po raz pierwszy sztuczną głowę KU 80 na Międzynarodowych Targach Radiokomunikacyjnych w Berlinie. Celem niniejszej techniki jest uzyskanie podczas rejestracji jak najwierniejszego przestrzennego obrazu dźwiękowego imitującego doznania słuchowe człowieka. Zadanie jakie postawili przed sobą inżynierowie dźwięku nie było wcale łatwe i wymagało wielu analiz akustycznych. W późniejszych latach powstały kolejne konstrukcje między m.in.: HMS I, HMS II, Brüel & Kjaer 4128, Neumann KU 81 i produkowany do tej pory Neumann KU 100.

     Konstruując sztuczną głowę rozpocząłem od poszukiwania podstawowych komponentów, czyli: głowy, silikonowych uszu i odpowiednich mikrofonów. Dwa pierwsze elementy zakupiłem od hiszpańskiej firmy Inspektor Gadjet. Uszy mimo swoich niedoskonałości spełniły moje oczekiwania. Za dodatkową opłatą można otrzymać manekina z otworami usznymi, ale ja postanowiłem zrobić je sam. Wywiercenie symetrycznych otworów uwzględniając anatomię głowy człowieka okazało się jednak dość pracochłonne. Głowę manekina wykonaną zresztą z bardzo dobrego tworzywa (elastyczne i wytrzymałe) wypełniłem pianką akustyczną S364MD. W tym projekcie postanowiłem zastosować niezawodne mikrofony dookólne Primo EM172-Z1. Kapsułki zostały umieszczone niezbyt głęboko w kanałach usznych, żeby uzyskać korzystniejszy efekt wyższych częstotliwości. Rozstaw zainstalowanych mikrofonów wyniósł ok. 14 cm. Dębową podstawę zaopatrzyłem w dwa wyjścia XLR i adapter mocujący do statywu 3/8".

     Sztuczna głowa będzie wykorzystywana do nagrań przyrody 3D.

Pozostałe

   Poza wyżej wymienionymi konstrukcjami używam jeszcze hiperkardioidalnych mikrofonów: modułowego Sennheiser ME67 i dwóch ME66 stereo (kapsuły Sennheiser ME + moduł K6) wraz z osłoną przeciwwietrzną Rycote Windshield WS 7 Kit. Niniejsze mikrofony pełnią funkcje wspomagającą w zestawie z AT4022 oraz zastępczą w razie jakichkolwiek problemów związanych z zastosowaniem paraboli. Podstawową zaletą ME67 i ME66 jest niewielki, równomierny poziom hałasu w całym przenoszonym paśmie częstotliwości ze szczególnym uwzględnieniem tych najwyższych. Wierniej odwzorowują charakterystykę częstotliwości niż parabola i lepiej sobie radzą z przechwytywaniem mobilnych sygnałów dźwiękowych. Zwykle wykorzystuje ten zestaw mikrofonów w monofonicznych nagraniach na dystansie nie większym niż 10 metrów od źródła dźwięku. Kompaktowy mikrofon kierunkowy Audio Technica AT875R (w zastępstwie Unitra Tonsil MCU 53 lub MCO 52) i miniaturowa wkładka mikrofonowa Panasonic WM-61A służą głównie do rejestracji dźwięku podczas filmowania scen z kamery na żywo. Dodatkowym uzupełnieniem tego zestawu mikrofonów jest para niewielkich dookólnych elektretów Primo EM172-Z1 zastępczo instalowanych w Stereo Ambient Sampling System lub Telindze. Dźwięk nagrywany jest przy współpracy miksera Sound Devices 302 z rejestratorem Sound Devices MixPre-3 bądź zamiennie z Sony PCM-M10. Do obróbki dźwięku wykorzystuje licencjonowany program Adobe Audition CS 6. Ciekawą propozycją jest również bezpłatna wersja aplikacji Raven Lite 2.0 (Cornell Lab of Ornithology).